2007年6月3日云南宁洱县境内发生了6.4级地震。本次地震具有若干鲜明的特点:是自1976年唐山地震以来在我国大陆为数不多的一次非常靠近城市的准“城市直下型”中强地震,且震区跨越了盆地、半山区和山区等类型多样的工程地质单元,造成了包括城市生命线工程系统、现代企业设施、现代与传统建筑等多种建筑结构类型遭到破坏以及滑坡、崩塌、震陷、液化等异常丰富的震害现象,创下我国同等地震经济损失之最; 震区是我国乃至世界都十分少见的中强地震重复率极高的典型构造区之一,仅自1970年以来发生6级以上地震达6次。最近一次即1993年6.3级地震后开展的恢复重建工作在本次地震中得到了一次全面的检验,这为震区及我国其它多震地区未来城乡建设发展中的抗震设防与地震应急相关技术研发应用与管理提供了一次难得的机遇和一个典型的震例; “九五”和“十五”期间在震区建成多个处于不同方位、震中距和场地条件的强震台获得了包括主震在内的多条宝贵的近场强震记录,为开展不同场地条件下的地震响应、强震动衰减规律以及地震动参数与地震烈度关系等重要课题提供了十分宝贵的基础数据。 地震发生后,云南省人民政府迅速组织了省地震灾害紧急救援队奔赴灾区开展救援工作,这是我国组建国家和省级地震灾害紧急救援队以来首次在国内城市区域实施的地震应急救援行动,获得了许多值得总结和为其它地区提供参考借鉴的救援经验。地震发生后,中国地震局迅速组织了包括云南省地震局和各大直属研究所专家组成的阵容强大的地震现场工作队赴震区开展调查工作,及时组织开展了应急阶段的科学考察。之后,为避免灾区许多有研究价值的震害现象遭到破坏,云南省地震局、中国地震局工程力学研究所、中国地震局地质研究所和中国地震局地球物理研究所等又组织多批次科技人员赴宁洱地震现场开展了内容丰富的补充调查,获得了大量宝贵的第一手资料。

鉴于宁洱6.4级地震在许多方面的典型性和重要性,由中国地震局震灾应急救援司组织,云南省地震局、中国地震局工程力学研究所、中国地震局地质研究所、中国地震局地球物理研究所和云南大学共同参与,在地震行业科研专项的支持下,实施了“宁洱6.4级地震现场综合考察和研究”项目,以期分析研究和总结归纳可供云南乃至全国中小城市有效应对与处置地震事件借鉴的技术、方法、措施和经验。

“宁洱6.4级地震现场综合考察和研究”项目不仅对宁洱地震震害、强震动观测、恢复重建资金、政府与社会应急处置响应等诸多方面开展了全面、系统、深入的考察和研究,还综合了云南自1992年以来70次破坏性地震现场调查所获得的大量资料、数据、分析和认识。同时,在本项目执行期间又有姚安、玉树、汶川等多次中强震、大震和特大地震相继发生,项目组及时把握这些地震所提供的相关信息,使本项目的研究内容得以进一步丰富、研究视野得以进一步拓展、研究程度得以进一步深入。截至目前,本项目已有大量研究论文、论著陆续发表,其阶段成果已被用于指导多次破坏性地震的应对和处置。本文仅就项目取得的主要认识作初步归纳。

(1)建设工程选址是否合理、抗震设计是否严格、施工质量是否达标是影响震害最重要的因素。孤立、突出地形及类型变化复杂场地等不利抗震场所应尽量避开; 校舍建筑应尽量采用框架结构,并避免采用单榀外走廊形式; 采用砌体结构应杜绝预制楼板,纵、横墙数量、墙间距等要严格满足要求; 顶层空旷钢筋混凝土框架仿古结构应采用轻质材料屋盖,并合理增设框架柱; 城市自建房屋是抗震薄弱环节,应纳入抗震管理。

(2)关于生命线工程,震害的共性特征是与不良工程地质条件,如滑坡、崩塌、砂土液化、震陷等相关,因此同样涉及建设选址与布局的合理性; 个性特征方面,供水系统震害主要与供水截断阀门配置太少、支线管道铺设过于贴近房屋墙基、使用灰口铸铁管、预应力钢筋混凝土管、PVC塑料管等不利抗震材料及刚性接口有关; 供电系统震害主要与抗震性能弱的小型变压器等电气设备的使用有关,另一方面,合理、果断的应急处置措施则有效避免或减轻了震害; 通讯系统备用电源的配置、维护和抗震措施到位有效减轻了震害。

(3)仪器烈度与现场评估烈度有一定的差异,但现场评估烈度与地震动相对强度的分布还是比较吻合,表明现场评估烈度基本能反映真实的地震影响情况; 仪器烈度可以较好地反映实际地震的影响情况; 应用随机有限断层法模拟震区的强地面运动,并进而计算仪器烈度、应用震区烈度分布的快速估计是可行的。但需要对有限断层模型参数和虚拟节点场地影响函数有较充分的了解。

(4)基于破坏烈度、震区人口密度或人口、经济发展等条件的震后恢复重建资金需求量及优化投入方向问题,提出了五种分别考虑地震破坏等级、震区人口密度或人口、宏观经济特征等因素的震后恢复重建工程资金评估方法。这五种方法应用于数据粗细程度不同的情况,可快速给出震后恢复重建工程资金,为政府的恢复重建决策提供依据。

(5)提出了地震灾害认知与响应研究及政府地震应急处置研究的基础架构,完善了地震灾害认知与响应研究的问卷调查与访谈方法,地震政府应急处置调查研究的资料收集方法,积累了大量第一手政府及社会地震应急调查数据和资料,揭示了震区灾害认知、响应及政府应急处置的特点与规律。一是民众认知与响应地震灾害的总体状况尚不理想,并存在年龄、学历、城乡等方面的显著差异,尚有较大提升空间; 二是政府决策符合灾民需求并易于操作、人员分工合理、统筹处置时间节点把握准确、应急避难场作用重要、横向联动协调及预案的分级性和可操作性有待加强。

(6)提出适合云南地区特点的地震应急救援措施:① 推进指挥部办公室实体化,健全抗震救灾工作新机制。完善应急准备、信息共享、协作联动、快速响应、灾情发布和国际支援等机制,定期开展应急演练; ② 完善应急救援预案工作体系。应急救援预案修订和完善的重点是加快向社区、农村和企事业单位深入,同时加大和加强国家专业力量和社会专业力量共同参与的应急演练; ③ 云南省应急救援工作应按照分级响应作为基本原则,同时根据震级、时间、地点并结合历史地震情况进行相应处置; ④ 应建立广域信息交流沟通机制。需要建立横向沟通和整合机制,通过一定的渠道迅速收集上报,确保灾情信息的有效传递并保持准确。⑤ 要完善应急救援专业队伍建设体系。⑥ 完善应急物资储备和物流运输体系。加强应急物资监测网络和预警体系建设; 加强应急物资生产能力储备建设; 加强省级应急物资仓储与配送能力建设; 加强应急救援物资管理体系建设; 加强物流运输体系的完善; 加强对专业救援队员和生活物资远程投送机制建。

(7)定量计算了震源、介质结构对地面运动峰值的影响,通过分析地震波在介质表面的反射和折射效应研究深部介质对地震波传播的影响,弥补了常规方法仅考虑震中距介质效应的不足。利用实际地震动记录,研究具有区域特征的地震动反应谱。尤其是研究农村建筑在这样的地震作用下的效应,并以实际地震破坏现象来检验所建立的物理模型的正确性。以大量的实际震害资料并结合地震观测记录研究农村建筑的抗震特点。为当地民居建筑的功能布局及工匠施工习惯为基础,提出了相应的施工规定和设计导则。

随着国民经济快速发展,城市化进程加快,人口和物质财富向城市高度集中,“城市直下型”地震是城市人口生命和物质财富的严重隐患。2007年6月3日云南宁洱县境内发生了6.4级地震,是中国大陆为数不多的一次非常靠近城市的准“城市直下型”中强地震,震区工程地质环境复杂,震害现象丰富,对震区震害现象作详细调查与研究,无疑可对我国其它多震地区在城市发展规划、工程结构抗震、地震应急管理和地震灾区恢复重建等领域提供参考和借鉴的技术、方法、措施和经验。